Asfärisk optik
Peter Unsbo
Kungliga Tekniska Högskolan
Biomedical and x-ray physics
Visual Optics
Innehåll
• Olika optiska ytor
• För- och nackdelar med asfäriska ytor
Optiska ytor
• Sfäriska ytor
– Vanligast
– Även plana ytor
• Ickesfäriska ytor
– Astigmatiska linser
• Asfäriska ytor
– Koniska ytor
– Allmänt asfäriska
• Segmenterade ytor
Sfärisk yta
Optisk axel
Torisk yta (astigmatisk yta)
Optisk axel
Ickesfärisk, men inte asfärisk yta
Elliptisk yta
Optisk axel
Asfärisk, rotationssymmetrisk yta
Kägelsnitt (koniska ytor)
Cirkel
(Sfär)
Rotera runt
optisk axel
Conic constant k = 0
Kägelsnitt (koniska ytor)
Oblat ellips
(Oblat ellipsoid)
Conic constant k > 0
Rotera runt
optisk axel
Kägelsnitt (koniska ytor)
Prolat ellips
(Prolat ellipsoid)
Conic constant -1 < k < 0
Rotera runt
optisk axel
Kägelsnitt (koniska ytor)
Rotera runt
optisk axel
Parabel
(Paraboloid)
Conic constant k = -1
Kägelsnitt (koniska ytor)
Hyperbel
(Hyperboloid)
Conic constant k < -1
Rotera runt
optisk axel
Allmänt asfäriska ytor
Godtycklig rotationssymmetrisk form
Segmenterade ytor
• Progressiva linser
+ Flera styrkor i samma lins
− Övergångszoner
Segmenterade linser
• Fresnellinser
+ Tunna, lätta, billiga
− Spridning
Användning: Belysningssystem (Fyrar, strålkastare, OHapparater), Självhäftande linser (Bakrutan på bilar,
glasögon för barn)
Varför asfäriska ytor/linser?
Sfärisk lins
Sfärisk aberration!
Varför asfäriska ytor/linser?
Asfärisk lins
Hyperboloid
Aberrationsfri lins!
Varför asfäriska ytor/linser?
Asfärisk spegel
Paraboloid
Alternativ till asfäriska ytor
En asfärisk yta  flera sfäriska!
För- och nackdelar med asfäriska ytor
+ Möjlighet att minska aberrationer
+ Enklare och mindre system
+ Behövs i extrema optiska system
- Svåra att tillverka
- (Sämre optisk kvalitet)
- Dyra i små serier
Kontaktlinsdesign
Öga, Z40 = +0,15 mm
Avlägset objekt
Kontaktlinsdesign
Kontaktlins
Z40 = -0,15 mm
Avlägset objekt
Öga, Z40 = +0,15 mm
Multifokal kontaktlinsdesign
Kontaktlins
Z40 = -0,30 mm
Avlägset objekt
Öga, Z40 = +0,15 mm
Multifokal kontaktlinsdesign
Kontaktlins
Z40 = -0,30 mm
Närliggande
objekt
Öga, Z40 = +0,15 mm